[發明專利]一種基于智能識別算法的SBS改性瀝青三維微觀結構重建方法

在審

• 申請號: 202011467882.4
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN112632661A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 胡魁;俞才華;張桃利;栗啟;陳玉靜;聶思雨;王悅;陳桂香;王迪;賈藝瑋
• 申請（專利權）人: 河南工業大學
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/23;G06T17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于智能識別算法的SBS改性瀝青三維微觀結構重建方法，包括冷凍制備瀝青切片，SBS改性瀝青熒光圖片拍攝，選取每一層切片的九張圖片，按照拍照順序對其依次拼接，使九張圖片拼接成為一張完整圖片；拼接過程包括針對圖片建立差分金字塔，確定圖片中的特征點，在為特征點設置主方向后，構建特征點的描述符；通過匹配相同特征點的描述符，實現相鄰兩張圖片的拼接，從而將每一層切片的九張圖片拼接成全景圖片；對于所有切片的全景圖片，進行三維建模和實體化處理，得到SBS改性瀝青三維模型。該方法實現了SBS改性瀝青三維微觀結構的重建，為瀝青材料優化設計提供參考。

技術領域

本發明涉及路用瀝青建筑材料領域，具體涉及一種基于智能識別算法的SBS改性瀝青三維微觀結構重建方法。

背景技術

自古以來，科技創新就以一種不可逆轉、不可抗拒的力量推動著人類社會向前發展。當前，新一輪科技革命正在蓬勃發展，深刻影響并改變著各個行業，傳統的道路交通也不例外。長期以來，瀝青路面結構設計以彈性層狀體系理論為基礎，屬于連續介質范疇；瀝青路面材料設計側重考察組成材料的整體表現，以宏觀性能評價為主要指標；這在計算分析手段和材料認識視野有限的情況下，是一種較為理想的工程模型。但隨著對路面復雜性的深入認識，原有的連續介質體系在闡釋瀝青路面材料的損傷破壞機理、實現結構和材料的協同設計時，顯得尤為局限。事實上，若按照質量比計算，瀝青路面材料組成中顆粒狀的集料占90％以上，體積比占85％以上，而瀝青路面車轍病害主要是集料顆粒流動變形形成，路面裂縫病害主要是由集料顆粒間的微損傷發展而來，路面水損壞病害主要源于瀝青在集料顆粒表面的剝落，因此瀝青路面材料是典型的顆粒物質體系，其服役性能與顆粒材料的形態、特性、級配和顆粒間界面等細觀參數密切相關。

傳統瀝青路面材料研究集中在連續介質范疇下瀝青與集料的宏細觀路用力學特性的關聯，而瀝青材料本身在加工過程中多相反應的不穩定現象、服役過程中復雜微觀結構演變的物理和化學問題被忽略。但實際經驗表明，瀝青路面的車轍、裂縫、水損病害的發展與瀝青材料的微觀特性和材料響應密切相關。大量研究已經表明，改性瀝青的微觀結構與宏觀性能息息相關，其宏觀性能也被認為是內部結構的外在體現。熒光技術基于改性劑與基質瀝青熒光響應的差異性表征，成為研究微觀結構有效和潛力較大的測試手段。非線性高分子在溶解性、粘度、穩定性及多功能性等方面比線性分子具有明顯的優勢，因而在近些年的研究中受到青睞。采用計算機模擬的方法研究復雜的非線性聚合反應、分子的結構和性能，不僅具有重要的科學價值，同時對實驗中控制反應及加速材料的應用也具有重要的指導意義。

由于SBS締合物與基質瀝青在熒光顯微鏡下呈現出亮黃色和暗色的差異，通過熒光顯微分析手段是研究SBS改性瀝青微觀結構最為直接、有價值的方法。在之前的研究中曾通過熒光顯微圖片提出了改性瀝青中SBS改性劑溶脹直徑均值的測試方法、SBS改性劑與基質瀝青配伍性以及最佳改性劑摻量優選方法，獲得較為有意義的微觀結構量化評價結果。然而，如果進一步的研究瀝青材料在加工過程中微觀結構演變的物理和化學問題、瀝青材料的非線性流變學以及瀝青分子加工不穩定現象的機理，常規的以平面圖片為基礎的評價方法難以實現。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于智能識別算法的SBS改性瀝青三維微觀結構重建方法，用以克服傳統以平面圖片為基礎的方法無法對SBS改性瀝青微觀結構進行有效評估的問題。

為了實現上述任務，本發明采用以下技術方案：

一種基于智能識別算法的SBS改性瀝青三維微觀結構重建方法，包括：

冷凍制備瀝青切片，包括：

制備SBS改性瀝青并預熱到流動狀態，澆筑到預制的試模中，在試模的任意三個邊角處各插入一根鋼針進行定位，在零下10℃至零下5℃的溫度下，將SBS改性瀝青試件進行冷凍處理，使改性瀝青試件成為固態；

SBS改性瀝青熒光圖片拍攝，包括：